团队成员深夜测试设备 苏州大学供图
苏州大学光电明升体育app与工程学院、机电工程学院硕士博士科研团队联合研发出“高精密全角度金属再制造激光熔覆系统”。该系统将软硬件相结合，实现了物理原理层面、工艺水平层面等领域的技术突破，使大型高精零件修复成为可能。
据介绍，目前大型高精零件修复普遍受到加工修复设备精度、角度和自动化水平等方面的限制。传统修复手段如人工喷涂虽然灵活但精度水平过低，传统激光熔覆加工由于角度受限导致灵活度不够无法完整修复，而整体修复技术则呈现出自动化程度低、人工时间资本投入高等缺点。
针对这些短板，苏州大学该科研团队不断攻坚克难，先是在设备硬件结构层次上完成创新，改变了光粉耦合方式，研制出环形光斑光内送粉熔覆喷头，并在此基础上自研完成核心控制工艺技术软件，最终实现了大型高精零件高精密、360°无死角、全自动加工修复。
“研究中我们发现选择光内送粉机械结构设计，不仅改变了激光光场的能量分布，而且大大提高了设备出粉的集束性，将粉末利用率提升至90%，其技术成果已进入国内激光再制造行业第一梯队，为全角度加工提供了可能。与此同时，团队结合视觉AI控制系统，利用拓扑统计工艺技术原理，实现了完整修复加工。”科研团队负责人、苏州大学光电明升体育app与工程学院检测技术与自动化装置专业研究生孙业旺说，本系统解决了修复技术在精度角度技术上的瓶颈，实现了全程自动化操作，大幅度降低了人工成本。
据悉，该团队研究成果关键技术部分获得授权专利1项，受理专利6项，受理软件著作权2项。团队已于2021年与沙钢集团、麦格纳技术与模具系统公司等诸多国际500强企业展开深入合作，试用手机版也显示该系统对大型高精零件提供的修复服务切实可行。该系统在轧辊零件、模具零件、内壁类零件修复中均能实现应用，在汽轮机转子、轧辊、高速转轴、汽车模具等修复中也有优异表现，直接修复后表面粗糙度Ra≤1，远远优越于国内传统技术，满足市场技术需求，切实为企业节约经济成本超500万元。值得一提的是，后期该系统相关软硬件技术将进一步升级，有望推出更具针对性的解决方案。
“实践证明，我们的技术能够在航空航天、军工装备、模具行业等领域进行广泛应用。且随着技术的后期积累突破，有机会完全解决大型高精零件修复难的技术问题，不仅能为重工业企业节省大量成本，还能为社会节约资源。”团队成员、苏州大学光电明升体育app与工程学院检测技术专业硕士生卞潇谦说。
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